Forschung für den Mittelstand - Die IGF-Projektdatenbank

Untersuchungen zur Entwicklung der Tragfähigkeit und Durchlässigkeit selbsterhärtender Baustoffgemische

Forschungsziel:

- In diesem Forschungsvorhaben soll der Zusammenhang zwischen der zunehmenden Erhöhung der Tragfähigkeit von selbsterhärtenden Baustoffgemischen in Schichten ohne Bindemittel (SoB) und der damit einhergehenden Änderung der Durchlässigkeit systematisch untersucht werden. Ziel ist es zu zeigen, dass es bei selbsterhärtenden Baustoffen mit der Zeit zu einer Verfestigung kommt, aber trotzdem eine ausreichende Durchlässigkeit bestehen bleibt.

- Ein weiteres Ziel ist es, anhand der Ergebnisse Empfehlungen für die Entwicklung von Anforderungswerten für die Durchlässigkeit von SoB zu geben.

Lösungsweg/Angestrebte Ergebnisse:

- Es wird eine Versuchsstrecke gebaut, in der 3 unterschiedliche selbsterhärtende Baustoffgemische sowie zu Vergleichszwecken ein Naturgestein untersucht werden können. Anhand der Ergebnisse aus Plattendruckversuchen und Infiltrationsmessungen sollen mögliche Zusammenhänge zwischen Verfestigung und Durchlässigkeit aufgezeigt werden.

- An im Freien gelagerten Probekörpern aus 7 verschiedenen Baustoffgemischen soll die Entwicklung der Tragfähigkeit und der Durchlässigkeit bestimmt werden. Die Ergebnisse liefern Hinweise, wie sich die Durchlässigkeit bei steigender Tragfähigkeit entwickelt.

- Die Ergebnisse sollen eine Basis für die Erarbeitung von Anforderungswerten schaffen

Nutzen für KmU:

Mit der Aufbereitung und Vermarktung selbsterhärtender Baustoffgemische sind überwiegend KmU befasst, für die es von großer Bedeutung ist, gesicherte Absatzbereiche zu haben bzw. neue Absatzmärkte zu erschließen. Kalkreiche Bauprodukte werden unter anderem für Schichten ohne Bindemittel, wie es landwirtschaftliche Wege, Forstwege oder Waldwege darstellen, eingesetzt. Eine Erweiterung dieses Geschäftsfelds für die genannten Produkte würde zu einer Steigerung der Wettbewerbsfähigkeit der KMU führen.

Ergebniszusammenfassung:

Durch das Forschungsvorhaben konnte der Nachweis erbracht werden, dass Baustoffgemische die eine Selbsterhärtung zeigen, einen deutlichen Tragfähigkeitsanstieg zeigen können. Weiterhin wurde aufgezeigt, dass trotz dieser Tragfähigkeitszunahme eine ausreichende Wasserdurchlässigkeit bestehen bleibt bzw. durch Karbonatisierung keine Versiegelung von Verkehrsoberflächen bedingt wird.

Der Nachweis wurde durch systematische Tragfähigkeits- und Wasserdurchlässigkeitsmessungen über einen Versuchszeitraum von über zwei Jahren ermöglicht und umfasste sowohl Laborproben, als auch Feldversuche auf einer für das Forschungsvorhaben neu angelegten Versuchsstrecke sowie auf bestehenden Verkehrswegen.

Die Umsetzung der Konzeption des Forschungshabens verdeutlichte sowohl auf Labor- als auch Feldebene, dass die untersuchten Baustoffgemische teils deutliche Tragfähigkeitszunahmen zeigten und sich ihre Wasserdurchlässigkeit teils um zwei Potenzen absenkte. Dennoch kann davon ausgegangen werden, dass keine Versiegelung stattfindet, da die Spannweite der erzielten Wasserdurchlässigkeitsbeiwerte nach knapp 24 Monaten Projektzeit von 10-6 m/s bis 10-8 m/s als durchlässig bis schwach durchlässig eingestuft werden.

Auf Basis der mit dem Forschungsvorhaben erzielten Labor- und Feldergebnisse und Schlussfolgerungen kann für karbonatisierende Baustoffgemische vor allem der positive und vorteilhafte Effekt einer materialbedingten aufwandslosen Tragfähigkeitszunahme hervorgehoben werden, die zum einen die Gebrauchstauglichkeit einer Baumaßnahme hervorhebt und zum anderen auch auf die Dimensionierung einer Baumaßnahme Einfluss und damit einhergehender Ressourcenschonung haben kann. Ein weiterer Vorteil ist, dass die Tragfähigkeitszunahme zu keiner Materialversiegelung führt und somit, je nach Anforderungswert, von einer ausreichend vorhandenen Wasserdurchlässigkeit ausgegangen werden kann.